JP2016208003A - キャパシタ部品 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷回路基板などに実装して用いるときにアコースティックノイズを低減するキャパシタ部品を提供する。【解決手段】複数の内部電極と、少なくとも上記複数の内部電極間の領域に形成された圧電材料を有するキャパシタ本体１１１、及び上記複数の内部電極と連結された外部電極１１３ａ、１１３ｂを含むキャパシタ１００と、上記キャパシタ１００と結合されるように配置され、上記圧電材料より圧電性が低いバッファー材料を有するバッファー基板１２１、及び上記外部電極１１３ａ、１１３ｂと電気的に連結された連結電極１２２ａ、１２２ｂを含むインターポーザ１２０とを結合する。【選択図】図１

Description

本発明は、キャパシタ部品に関する。

セラミック材料を用いる電子部品としては、キャパシタ、インダクタ、圧電素子、バリスタ又はサーミスタなどがある。

このようなセラミック電子部品のうち積層セラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ：Ｍｕｌｔｉ−Ｌａｙｅｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）は、小型であり且つ高容量が保障され実装が容易であるという長所によって多様な電子装置に用いられることができる。

例えば、上記積層セラミックキャパシタは、液晶表示装置（ＬＣＤ：ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）及びプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）などの映像機器、コンピューター、個人携帯端末（ＰＤＡ：ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）及び携帯電話のような多様な電子製品の基板に装着されて電気を充電又は放電させる役割をするチップ型のコンデンサに用いられることができる。

上記積層セラミックキャパシタは、複数の誘電体層の間に相違する極性の内部電極が交互に配置された構造を有することができる。

上記誘電体層は圧電性を有するため、上記積層セラミックキャパシタに直流又は交流電圧が印加されるときに内部電極の間に圧電現象が発生し、周波数によってセラミック本体の体積を膨張及び収縮させながら周期的な振動を発生させる可能性がある。

上記振動は上記積層セラミックキャパシタの外部電極及び上記外部電極と基板を連結するハンダを介して基板に伝達されて上記基板全体が音響反射面となり、雑音となる振動音を発生させる可能性がある。上記振動音は人に不快感を与える２０〜２０，０００Ｈｚ領域の可聴周波数に該当し、このように人に不快感を与える振動音をアコースティックノイズ（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｎｏｉｓｅ）という。

最近の電子機器では、機構部品の静音化が進められているため、上記積層セラミックキャパシタで発生するアコースティックノイズが目立つ可能性がある。

また、機器の動作環境が静かな場合では、上記アコースティックノイズがユーザーに機器の故障と認識される可能性がある。さらに、音声回路を有する機器では、音声出力にアコースティックノイズが重なることにより機器の品質が低下する可能性がある。

韓国公開特許第２００５−００９３８７８号

本発明の一つの目的は、印刷回路基板などに実装して用いるときにアコースティックノイズが低減されることができるキャパシタ部品を提供することである。

本発明の一実施形態によれば、複数の内部電極と、少なくとも上記複数の内部電極間の領域に形成された圧電材料を有するキャパシタ本体、及び上記複数の内部電極と連結された外部電極を含むキャパシタと、上記キャパシタと結合されるように配置され、上記圧電材料より圧電性が低いバッファー材料を有するバッファー基板、及び上記外部電極と電気的に連結された連結電極を含むインターポーザと、を含むキャパシタ部品が提供される。

本発明の多様な効果のうち一つの効果によれば、キャパシタの変位を減らしたり防止したりすることができるインターポーザを用いることにより、キャパシタ部品のアコースティックノイズを低減することができる。但し、本発明の多様且つ有益な長所と効果は、上述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解されることができる。

本発明の一実施形態によるキャパシタ部品を概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるキャパシタ部品を概略的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態によるキャパシタ部品を概略的に示す斜視図である。 図２の実施形態の変形例によるキャパシタ部品を概略的に示す断面図である。 図２の実施形態の変形例によるキャパシタ部品を概略的に示す断面図である。 さらに他の変形例によるキャパシタ部品を概略的に示す斜視図である。 さらに他の変形例によるキャパシタ部品を概略的に示す斜視図である。 さらに他の変形例によるキャパシタ部品を概略的に示す斜視図である。 さらに他の変形例によるキャパシタ部品を概略的に示す斜視図である。

以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

図１及び図２は、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品を概略的に示す斜視図及び断面図である。図１及び図２を共に参照すると、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品１００は、キャパシタ１１０及びインターポーザ１２０を含む構成を有する。以下、キャパシタ部品１００の構成要素を詳細に説明する。

キャパシタ１１０は、複数の内部電極１１２ａ、１１２ｂ、圧電材料を有するキャパシタ本体１１１、及び外部電極１１３ａ、１１３ｂを含む構造である。キャパシタ１１０は、多様な形態で用いられることができる。一例として、図２に示されているように、複数の内部電極１１２ａ、１１２ｂは、互いに異なる外部電極１１３ａ、１１３ｂにそれぞれ連結された状態で交互に配置されることができる。即ち、外部電極は第１及び第２の外部電極１１３ａ、１１３ｂを含み、第１及び第２の内部電極１１２ａ、１１２ｂは第１及び第２の外部電極１１３ａ、１１３ｂとそれぞれ連結された形態である。キャパシタ本体１１１は、少なくとも複数の内部電極１１２ａ、１１２ｂ間の領域に形成され、例えば、図２に示されている構造のように、内部に内部電極１１２ａ、１１２ｂを収容する形態を有することができる。キャパシタ本体１１１には、当業界に知られているセラミックなどの誘電物質を用いることができる。このようなセラミック物質などは、電気信号の印加時に模様や体積が変化する圧電材料に該当する。上述したように、キャパシタ本体１１１のこのような圧電特性によってアコースティックノイズが問題となる。よって、本実施形態では、インターポーザ１２０を活用してアコースティックノイズを低減しようとした。

一方、キャパシタ本体１１１に含まれることができる誘電物質は、高誘電率のセラミック材料を含み、例えば、ＢａＴｉＯ_３（チタン酸バリウム）系セラミック粉末などを含むことができるが、本発明はこれに限定されるものではない。上記ＢａＴｉＯ_３系セラミック粉末としては、例えば、ＢａＴｉＯ_３にＣａ（カルシウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）などが一部固溶された（Ｂａ_１−ｘＣａ_ｘ）ＴｉＯ_３、Ｂａ（Ｔｉ_１−ｙＣａ_ｙ）Ｏ_３、（Ｂａ_１−ｘＣａ_ｘ）（Ｔｉ_１−ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３又はＢａ（Ｔｉ_１−ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３などがあるが、本発明はこれに限定されるものではない。

インターポーザ１２０は、キャパシタ１１０と結合されるように配置され、具体的には、キャパシタ１１０の下部に外部電極１１３ａ、１１３ｂと連結されるように配置されることができる。インターポーザ１２０は、バッファー基板１２１とこれに形成された連結電極１２２ａ、１２２ｂを備え、連結電極１２２ａ、１２２ｂは、キャパシタ１１０の外部電極１１３ａ、１１３ｂと電気的に連結されることができる。但し、連結電極１２２ａ、１２２ｂは、多様に変形されることができ、図２に示されている構造とは異なり、バッファー基板１２１を貫通する形態を有することもできる。バッファー基板１２１は、キャパシタ本体１１１に含まれた上記圧電材料より圧電性が低いバッファー材料を有するため、電気信号の印加時に発生する変形がキャパシタ本体１１１より少ない。したがって、インターポーザ１２０は、キャパシタ１１０の圧電特性によるアコースティックノイズを低減することができるバッファーとして機能することができる。即ち、キャパシタ１１０で発生したノイズがインターポーザ１２０によって遮断又は軽減されるため、実装基板などに及ぶ悪影響を減らすことができる。このようなバッファー機能を行うことができるバッファー材料としては、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２などのセラミック材料を用いることができる。

一方、キャパシタ１１０及びインターポーザ１２０を機械的及び電気的に結合するための手段として、これらの間に導電性接着剤１３０が備えられ、このような結合機能を具現できるものであればいずれの物質でも用いることができる。例えば、導電性エポキシや共晶金属などを導電性接着剤１３０として用いることができる。但し、導電性接着剤１３０は本実施形態において必ずしも必要な構成ではなく、場合によって、キャパシタ１１０とインターポーザ１２０を直接ボンディングすることもできる。

図３は、本発明の他の実施形態によるキャパシタ部品を概略的に示す斜視図であり、本実施形態によるキャパシタ部品は、モールディング部１４０と電極シート１５０をさらに含むことにより安定性がより高い構造を提供する。モールディング部１４０は、キャパシタ１１０及びインターポーザ１２０を封止し、さらに、電極シート１５０まで封止し、且つ電極シート１５０の一部、例えば、下部領域を外部に露出させる形態を有することができる。モールディング部１４０は、キャパシタ１１０とインターポーザ１２０などを機械的及び電気的に安定して保護する機能を行うことができる。このような保護機能などを考慮して、モールディング部１４０をなす物質や製造工程を適切に選択することができる。例えば、エポキシなどの樹脂を用いてモールディング部１４０を形成することができる。

電極シート１５０は、インターポーザ１２０を基準にキャパシタ１１０の反対側、即ち、インターポーザ１２０の下部に配置され、インターポーザ１２０と結合されてキャパシタ部品１００の外部端子の役割を行うことができる。即ち、電極シート１５０は、キャパシタ部品１００を回路やパッケージ基板などに実装する場合に基板と結合される領域である。このために、電極シート１５０は、シート部１５１及びこれに形成された電極部１５２ａ、１５２ｂを含み、図示されてはいないが、電極部１５２ａ、１５２ｂは、シート部１５１の上下面の全てに形成されることができる。電極シート１５０は、本実施形態において必須の構成要素ではなく、場合によって除外されることができるが、キャパシタ部品に用いられる場合には部品設計などにおいて高い効率性を提供することができる。即ち、キャパシタ１１０のサイズや形状が実装基板のパッドと異なる場合でも、電極シート１５０を実装基板のパッドに合うように形成することにより、キャパシタ部品をより効率的に実装することができる。また、インターポーザ１２０よりは小さいが、電極シート１５０による更なる振動低減の効果も得られる。

図４及び図５は、図２の実施形態の変形例によるキャパシタ部品を概略的に示す断面図である。図４及び図５の実施形態は、前述した実施形態とキャパシタの形態が異なる。まず、図４の実施形態によるキャパシタ部品３００は、図１及び図２の実施形態と比較して、内部電極１１２ａ'、１１２ｂ'が配置された形態が異なる。具体的には、キャパシタ１１０'は、垂直実装方式で配置された内部電極を含む。即ち、図２の実施形態の複数の内部電極１１２ａ、１１２ｂがインターポーザ１２０に対して平行に配置されたのとは異なり、本実施形態の複数の内部電極１１２ａ'、１１２ｂ'は、インターポーザ１２０に対して垂直に配置されることができる。このような垂直実装方式は、図５のような３端子の構造にも応用されることができ、このような３端子の垂直実装方式は、電流の経路を減らすなどの形でキャパシタの等価直列抵抗や等価直列インダクタンスなどを減らすのに適する。図５の実施形態によるキャパシタ部品４００の場合、キャパシタ２１０は、キャパシタ本体２１１と複数の内部電極２１２ａ、２１２ｂ及び複数の外部電極２１３ａ、２１３ｂを含み、複数の内部電極２１２ａ、２１２ｂは、インターポーザ２２０に対して垂直に配置される。図５に示されているように、外部電極は二つの第１の外部電極２１３ａ及び一つの第２の外部電極２１３ｂを備え、複数の内部電極は二つの第１の外部電極２１３ａと連結される第１の内部電極２１２ａ、及び第２の外部電極と連結される第２の内部電極２１２ｂを含む構成を有し、第１及び第２の内部電極２１２ａ、２１２ｂはそれぞれ第１及び第２の外部電極２１３ａ、２１３ｂと連結されるためのリードＲを含むことができる。

このような３端子の垂直実装方式のキャパシタ２１０と接続されるために振動低減の機能を行うインターポーザ２２０も三つの連結電極を備えることができる。具体的には、二つの第１の連結電極２２２ａは第１の外部電極２１３ａと連結され、一つの第２の連結電極２２２ｂは第２の外部電極２１３ｂと連結され、これらの間には上述した形態の導電性接着剤２３０が配置されることができる。図５には、第１の連結電極２２２ａがバッファー基板２２１の表面に沿って形成されることを示しているが、前述したようにバッファー基板２２１を貫通することもできる。逆に、第２の連結電極２２２ｂがバッファー基板２２１を貫通して形成されることを示しているが、バッファー基板２２１の表面に沿って形成されることもできる。なお、図４及び図５には、前述した実施形態の構成要素、即ち、モールディング部及び電極シートを示していないが、本実施形態にも、モールディング部及び電極シートを適用することができる。

図６〜９は、さらに他の変形例によるキャパシタ部品を概略的に示す斜視図であり、一つの部品が複数個のキャパシタを備える形態に該当する。まず、図６及び図７に示されている形態のキャパシタ部品５００は、キャパシタ１１０及びこれと結合されたインターポーザ１２０を複数個備え、これらと連結された一つの電極シート２５０を含む。また、キャパシタ部品５００には、キャパシタ１１０、インターポーザ１２０及び電極シート２５０を全体的に封止するモールディング部２４０が備えられることができる。ここで、キャパシタ１１０及びインターポーザ１２０は、図１及び図２の実施形態を基準に示されているが、前述した別の構造を有してもよい。本実施形態のように、キャパシタ１１０及びインターポーザ１２０をそれぞれ複数個用いてこれらを少なくとも一つの列又は行をなすようにアレイ状に配列することにより、より高容量のキャパシタ部品が効率的に得られる。この場合、複数のキャパシタ１１０及びインターポーザ１２０は、キャパシタ部品５００の幅方向又は長さ方向に配列されることができる。

本実施形態の場合、キャパシタ部品５００には一つの電極シート２５０が備えられ、電極シート２５０は複数のインターポーザ１２０を基準に複数のキャパシタ１１０の反対側に配置されて複数のインターポーザ１２０と結合された形態を有することができる。また、電極シート２５０には、一体に形成されたシート部２５１及び電極部２５２ａ、２５２ｂが備えられており、電極シート２５０のこのような構造によって、複数のキャパシタ１１０は直列に連結されることができる。但し、実施形態により、電極シート２５０は、一体構造ではなく、複数個の領域に分離されるように形成されることもできる。

次に、図８及び図９に示されている形態のキャパシタ部品６００も、キャパシタ部品５００と同様に、キャパシタ１１０及びこれと結合されたインターポーザ１２０を複数個備え、これらと連結された一つの電極シート３５０を含む。また、キャパシタ部品６００には、キャパシタ１１０、インターポーザ１２０及び電極シート３５０を全体的に封止するモールディング部３４０が備えられることができる。本実施形態の場合、キャパシタ部品６００には一つの電極シート３５０が備えられ、電極シート３５０は複数のインターポーザ１２０を基準に複数のキャパシタ１１０の反対側に配置されて複数のインターポーザ１２０と結合された形態を有することができる。また、電極シート３５０には、一体に形成されたシート部３５１及び電極部３５２ａ、３５２ｂが備えられている。但し、前述した実施形態とは異なり、複数のキャパシタ１１０は並列に連結されることができる。但し、実施形態により、電極シート３５０は、一体構造ではなく、複数個の領域に分離されるように形成されることもできる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

１００、３００、４００、５００ キャパシタ部品
１１０、１１０'、２１０ キャパシタ
１１１、２１１ キャパシタ本体
１１２ａ、１１２ｂ、１１２ａ'、１１２ｂ' 内部電極
１１３ａ、１１３ｂ、２１３ａ、２１３ｂ 外部電極
１２０、２２０ インターポーザ
１２１、２２１ バッファー基板
１２２ａ、１２２ｂ、２２２ａ、２２２ｂ 連結電極
１３０、２３０ 導電性接着剤
１４０、２４０、３４０ モールディング部
１５０、２５０、３５０ 電極シート
１５１、２５１、３５１ シート部
１５２ａ、１５２ｂ、２５２ａ、２５２ｂ、３５２ａ、３５２ｂ 電極部

Claims (19)

1. 複数の内部電極と、少なくとも前記複数の内部電極間の領域に形成された圧電材料を有するキャパシタ本体、及び前記複数の内部電極と連結された外部電極を含むキャパシタと、
   前記キャパシタと結合されるように配置され、前記圧電材料より圧電性が低いバッファー材料を有するバッファー基板、及び前記外部電極と電気的に連結された連結電極を含むインターポーザと、
   を含む、キャパシタ部品。
2. 前記インターポーザを基準に前記キャパシタの反対側に配置されて前記インターポーザと結合され、シート部及び前記シート部に形成された電極部を含む電極シートをさらに含む、請求項１に記載のキャパシタ部品。
3. 前記電極シートの一部を外部に露出させる形で前記キャパシタ、前記インターポーザ及び前記電極シートを封止するモールディング部をさらに含む、請求項２に記載のキャパシタ部品。
4. 前記インターポーザの一部を外部に露出させる形で前記キャパシタ及び前記インターポーザを封止するモールディング部をさらに含む、請求項１または２に記載のキャパシタ部品。
5. 前記キャパシタ及び前記インターポーザの間に配置された導電性接着剤をさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のキャパシタ部品。
6. 前記複数の内部電極は前記インターポーザに対して垂直に配置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のキャパシタ部品。
7. 前記複数の内部電極は前記インターポーザに対して平行に配置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のキャパシタ部品。
8. 前記外部電極は第１及び第２の外部電極を含み、前記複数の内部電極は前記第１及び第２の外部電極とそれぞれ連結される第１及び第２の内部電極を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のキャパシタ部品。
9. 前記外部電極は二つの第１の外部電極及び一つの第２の外部電極を備え、前記複数の内部電極は前記二つの第１の外部電極と連結される第１の内部電極と前記第２の外部電極と連結される第２の内部電極を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のキャパシタ部品。
10. 前記第１及び第２の内部電極はそれぞれ前記第１及び第２の外部電極と連結されるためのリードを含む、請求項９に記載のキャパシタ部品。
11. 前記キャパシタ及びこれと結合された前記インターポーザはそれぞれ複数個備えられ、複数の前記キャパシタ及び前記インターポーザは少なくとも一つの列又は行をなしてアレイ状に配列される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のキャパシタ部品。
12. 複数の前記キャパシタ及び前記インターポーザを全体的に封止するモールディング部をさらに含む、請求項１１に記載のキャパシタ部品。
13. 複数の前記インターポーザを基準に前記複数のキャパシタの反対側に配置されて複数の前記インターポーザと結合されるように一体に形成され、シート部及び前記シート部に形成された電極部を含む電極シートをさらに含む、請求項１１または１２に記載のキャパシタ部品。
14. 前記外部電極は少なくとも二つの第１の外部電極と一つの第２の外部電極を含み、
    前記連結電極は、前記第１の外部電極と連結された少なくとも二つの第１の連結電極と、前記第２の外部電極と連結された一つの第２の連結電極を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のキャパシタ部品。
15. 前記連結電極は複数個備えられ、このうち少なくとも一つは前記インターポーザを貫通する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のキャパシタ部品。
16. 圧電材料と外部電極を含むキャパシタと、
    前記キャパシタと結合されるように配置され、前記圧電材料より圧電性が低いバッファー材料を有するバッファー基板、及び前記外部電極と電気的に連結された連結電極を含むインターポーザと、
    前記インターポーザを基準に前記キャパシタの反対側に配置され、前記インターポーザと結合された電極部を含む電極シートと、
    前記電極シートの一部を外部に露出させる形で前記キャパシタ、前記インターポーザ及び前記電極シートを封止するモールディング部と、
    を含む、キャパシタ部品。
17. 圧電材料と外部電極をそれぞれ含む複数のキャパシタと、
    それぞれ前記複数のキャパシタと結合されるように配置され、前記圧電材料より圧電性が低いバッファー材料を有するバッファー基板、及び前記外部電極と電気的に連結された連結電極を含む複数のインターポーザと、
    前記複数のインターポーザを基準に前記複数のキャパシタの反対側に配置され、前記複数のインターポーザと結合された電極部を含む電極シートと、
    前記電極シートの一部を外部に露出させる形で前記複数のキャパシタ、前記複数のインターポーザ及び前記電極シートを封止するモールディング部と、
    を含む、キャパシタ部品。
18. 前記複数のキャパシタ及び前記複数のインターポーザは前記キャパシタ部品の幅方向に配列される、請求項１７に記載のキャパシタ部品。
19. 前記複数のキャパシタ及び前記複数のインターポーザは前記キャパシタ部品の長さ方向に配列される、請求項１７に記載のキャパシタ部品。

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